DE10133063A1

DE10133063A1 - Befestigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE10133063A1
Application number: DE10133063A
Authority: DE
Inventors: Albert Sbongk
Original assignee: ITW Automotive Products GmbH
Current assignee: ITW Fastener Products GmbH
Priority date: 2001-07-07
Filing date: 2001-07-07
Publication date: 2003-01-30
Anticipated expiration: 2021-07-08
Also published as: DE10133063B4; ES2269564T3; US20030007846A1; DE60213718D1; CA2392443A1; EP1273811A3; EP1273811A2; EP1273811B1; US6729822B2

Abstract

Befestigungsvorrichtung, bestehend aus einem vorzugsweise an einem Träger angeschweißten Gewindebolzen und einem am Gewindebolzen zu befestigenden Befestigungselement, das folgende Merkmale aufweist: DOLLAR A - einen ersten hohlen Elementabschnitt aus Kunststoff mit einem durchgehenden axialen Kanal, dessen Querschnitt polygonal ist und dessen Wand radial nachgebende Wandabschnitte aufweist, derart, daß sie etwa radial nach außen verformt werden, wenn der erste Elementabschnitt auf den Gewindebolzen aufgeschoben wird, und DOLLAR A - einen hohlen ringförmigen zweiten Elementabschnitt, der abbrechbar an ein Ende des ersten Elementabschnitts angeformt ist und dessen innerer Querschnitt so bemessen ist, daß er über die Außenseite des ersten Elementabschnitts geschoben werden kann unter radialer Verformung der nachgebenden Wandabschnitte nach innen, wobei das Gewinde des Gewindebolzens teilweise in die nachgebenden Wandabschnitte eingeformt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungsvorrichtung, bestehend aus einem Gewindebolzen und einem an dem Gewindebolzen anbringbaren Befestigungselement nach dem Anspruch 1.

Es ist bekannt, beim Karosseriebau für Automobile, im Schiffbau und bei sonstigen Anwendungen Befestigungsbolzen zu verwenden, an denen dann Teile angebracht werden können. Bei Automobilen sind dies zum Beispiel Kabel, Leitungen oder dergleichen. Die Befestigungsbolzen werden zumeist angeschweißt und stehen von dem Träger ab. Sie sind normalerweise mit einem Gewinde versehen. Es ist jedoch auch bekannt, eine Rillung vorzunehmen.

Es sind Kunststoffbefestigungselemente bekannt, die auf die Befestigungsbolzen rastend aufschiebbar sind. Die Befestigungselemente sind zumeist hülsenartig und weisen innere nachgebende Vorsprünge auf, welche mit dem Gewinde der Befestigungsbolzen rastend zusammenwirken. Auf diese Weise kann das Befestigungselement durch einfaches Aufschieben oder einen Schlag auf den Bolzen montiert werden. Ein Entfernen ist später möglich, erfordert jedoch das mutternartige Abdrehen des Befestigungselements.

Die bekannten Befestigungsvorrichtungen sind wirksam, haben jedoch manchmal den Nachteil, daß eine Drehung des Befestigungselements auf dem Befestigungsbolzen zugelassen wird bzw. Drehkräften kein größeres Hindernis entgegengesetzt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsvorrichtung bzw. ein Befestigungselement zu schaffen, das besonders fest auf einem Befestigungsbolzen angebracht, jedoch auch wieder entfernt und mehrfach angewendet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 8 gelöst.

Das erfindungsgemäße Befestigungselement aus Kunststoff besteht aus zwei Abschnitten, die jedoch als Einheit geformt werden, insbesondere im Kunststoff- Spritzformverfahren. Der erste Abschnitt ist ein hohles Teil mit einem durchgehenden axialen Kanal, der im Querschnitt polygonal ist. Die Wandung des Kanals weist nachgebende Abschnitte auf derart, daß sie radial nach außen verformt werden können, wenn der erste Abschnitt auf den Gewindebolzen mit mehr oder weniger großer Axialkraft aufgeschoben wird. Die hierbei aufzuwendende Axialkraft soll nicht so hoch sein, daß dadurch der abscherbare oder abbrechbare zweite Elementabschnitt vom ersten gelöst wird. Das vorgefertigte Befestigungselement kann daher durch Aufschieben auf den Gewindebolzen vormontiert werden.

Der ringförmige zweite Abschnitt, der an ein Ende des ersten Abschnitts angeformt ist, weist einen inneren Querschnitt auf, der so bemessen ist, daß er über die Außenseite des ersten Abschnitts geschoben werden kann, wobei er die nachgebenden Wandabschnitte radial nach innen verformt in Eingriff mit dem Gewinde. In Abhängigkeit von der Härte des für das Befestigungselement verwendeten Werkstoffs greifen die Gewindespitzen mehr oder weniger tief in die nachgebenden Wandabschnitte ein, so daß auf diese Weise ein Abziehen des Befestigungselements vom Gewindebolzen vermieden wird. Ein radiales Ausweichen der nachgebenden Wandabschnitte ist nicht möglich, da sie durch den zweiten Elementabschnitt daran gehindert sind. Soll das Befestigungselement vom Gewindebolzen entfernt werden, muß es vom Gewinde des Befestigungsbolzens abgeschraubt werden.

Damit das Einführen des Gewindebolzens in den ersten Abschnitt leichter vonstatten gehen kann, ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung der Kanal des ersten Elementabschnitts an dem dem zweiten Elementabschnitt gegenüberliegenden Ende mit einem konischen Einführabschnitt versehen.

Der erste Elementabschnitt ist vorzugsweise käfigartig geformt, z. B. mit mehreren in Umfangsrichtung beabstandeten achsparallel verlaufenden Rippen oder Stegen, die eine radiale Verformung erleiden, wenn sie auf das Gewinde des Befestigungsbolzens auftreffen. Der Durchmesser des Kreises, den die Innenseiten der Rippen oder Stege beschreiben, ist daher etwas kleiner als der Spitzendurchmesser des Gewindes des Gewindebolzens. Damit die Rippen, Stege oder sonstigen nachgebenden Wandabschnitte leichter radial verformt werden können, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß zwischen diesen Abschnitten achsparallele Schlitze vorgesehen sind.

Der zweite ringartige Elementabschnitt hat eine Innenkontur, die annähernd passend zur Außenkontur des ersten Elementabschnitts ist, wobei die Kontur vorzugsweise unrund ist. Auf diese Weise kann auf den äußeren oder zweiten Elementabschnitt ein Drehmoment ausgeübt werden, das sich ohne weiteres auf den inneren Elementabschnitt überträgt, um das Befestigungselement zu drehen. Die Demontage erfolgt durch ein Abschrauben, wie bereits erwähnt. Hierbei furcht sich das Bolzengewinde in die Segmente oder Wandabschnitte des nach innen vorgespannten Käfigs. Wird am oberen Ende des Gewindebolzens ein Schneidelement vorgesehen, kann das Gewinde auch spanend eingeformt werden. Eine mehrfache Montage und Demontage ist durch Auf- und Abschrauben möglich.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß erster und zweiter Elementabschnitt Verriegelungsabschnitte aufweisen, die in Eingriff miteinander gelangen, wenn der zweite Elementabschnitt vollständig auf den ersten Elementabschnitt aufgeschoben wird. Diese Verriegelung kann weitgehend unlösbar gemacht werden, und kann zum Beispiel nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung derart ausgebildet sein, daß der erste Elementabschnitt an dem dem zweiten Elementabschnitt gegenüberliegenden Ende mit einem Flansch geformt ist, an dem seinerseits Rastabschnitte angeformt sind, die sich im Abstand zur Außenseite des ersten Elementabschnitts in Richtung zweitem Elementabschnitt erstrecken und mit einer Rastausnehmung des zweiten Elementabschnitts zusammenwirken.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in Seitenansicht das Befestigungselement nach der Erfindung.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 1 entlang der Linie 2-2.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 1 entlang der Linie 3-3.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 2 entlang der Linie 4-4.
Fig. 5 zeigt das Befestigungselement nach Fig. 1 in einer um 90° gedrehten Seitenansicht.
Fig. 6 zeigt das Befestigungselement nach Fig. 1 in perspektivischer Darstellung.
Fig. 7 zeigt das Aufschieben des oberen Elementabschnitts auf den unteren.
Fig. 8 zeigt eine Draufsicht auf die Befestigungsvorrichtung nach Fig. 7.
Fig. 9 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 8 entlang der Linie 9-9.
Fig. 10 zeigt perspektivisch eine erste Anwendungsmöglichkeit des Befestigungselements nach der Erfindung.
Fig. 11 zeigt perspektivisch eine zweite Anwendungsmöglichkeit des Befestigungselements nach der Erfindung.
Fig. 12 zeigt eine Untersicht unter das Befestigungselement nach Fig. 11.
Fig. 13 zeigt perspektivisch eine dritte Anwendungsmöglichkeit des Befestigungselements nach der Erfindung.
In den Fig. 1 bis 9 ist zu erkennen, daß das gezeigte Befestigungselement aus zwei Abschnitten besteht, nämlich aus einem ersten oder unteren Abschnitt 10 und einem zweiten oder oberen Anschnitt 12. Dies Abschnitte 10 und 12 sind am oberen Ende des Abschnitts 10 bei 14 abbrechbar miteinander verbunden. Das Befestigungselement ist mithin einteilig im Spritzgußverfahren hergestellt. Der erste oder untere Elementabschnitt besteht im oberen Bereich aus einem Schaft 16 und dem unteren aus einem daran angeformten unteren Flansch 18. Der Schaft 16 ist käfigartig mit mehreren im Umfangsabstand angeordneten stabförmigen Abschnitten 20, zwischen denen ein Schlitz 22 angeordnet ist. Abschnitte 20 und Schlitze 22 verlaufen annähernd parallel zur Achse des Schaftes 16. Wie aus den einzelnen Figuren zu erkennen, sind die stabförmigen Abschnitte nach außen etwas ausgewölbt, wodurch der Schaft 16 eine tonnenartige Außenkontur erhält.
Die stabförmigen Abschnitte 20 sind am oberen Ende mit einem ringförmigen Abschnitt 24 verbunden und am unteren Ende mit dem radialen Flansch 18.
Wie insbesondere in Fig. 3 zu erkennen, sind die stabförmigen Abschnitte im Schnitt mehreckig und bilden einen inneren oder axialen Durchgang oder Kanal 28 mit mehreckigem, hier sechseckigem Querschnitt.
Diametral gegenüberliegend sind am Flansch 18 zwei armartige Verriegelungsabschnitte 30, 32 geformt, die eine Verriegelungsnase 34 am oberen Ende aufweisen. Die Abschnitte 30, 32 erstrecken sich annähernd parallel zum Schaft 16 im Abstand zu diesem nach oben in Richtung des zweiten Elementabschnitts 12. Die Nasen weisen nach innen, und innerhalb der Abschnitte 30, 32 ist ein Absatz 36 geformt zu einem Zweck, der nachfolgend noch beschrieben wird.
Der zweite Elementabschnitt 12 ist ring- oder hülsenartig und weist einen oberen Abschnitt 40 auf, der einen Außensechskant 42 aufweist wie eine Sechskantmutter für die Betätigung mit einem Schraubenschlüssel. Auf diametral gegenüberliegenden Seiten sind Flanschabschnitte 42 im unteren Bereich geformt. Um 90° versetzt dazu sind diametral gegenüberliegende Ausnehmungen 44 geformt, die parallel und im Abstand zueinander verlaufen.
Der Kanal 28 weist im Bereich des Flansches 18 einen konisch erweiterten Einführabschnitt 46 auf. Die Rippen, Segmente oder stabförmigen Abschnitte 20 bilden eine Sechskant-Außenkontur. Dies ist besonders deutlich in Fig. 3 zu erkennen. Die innere Sechskantkontur des Abschnitts, wie bei 48 in Fig. 6 angezeigt, ist dazu passend ausgeführt.
In Fig. 9 ist ein sogenannter Stehbolzen 50 gezeigt, der an einem Ende an einem nicht gezeigten Träger, beispielsweise ein Karosserieblech oder dergleichen angeschweißt ist. Er weist ein Sägezahngewinde 56 auf. In Fig. 9 ist das in den vorstehenden Figuren dargestellte Befestigungselement auf dem Stehbolzen 50 befestigt. Zur Montage wird die vorgefertigte Anordnung gemäß den Fig. 1 bis 6 auf das Gewinde 56 des Bolzens 50 aufgesteckt. Hierzu ist keine besonders große Kraft erforderlich. Ggf. kann mit einigen leichten Hammerschlägen eine Montage erfolgen, bis zum Beispiel der Flansch 18 gegen die Trägerfläche anliegt. Anschließend wird durch einen kräftigeren Schlag auf den oberen Elementabschnitt 12 dieser vom unteren Elementabschnitt 10 abgetrennt, so daß der obere Abschnitt 12 über den Schaft 16 geschoben wird, wie die in den Fig. 7 und 9 zu erkennen ist. Beim Aufschieben des oberen Abschnitts 12 auf den unteren werden die Segmente 20 radial etwas nach innen verformt und gelangen dabei an der Innenseite mit dem Gewinde 56 des Bolzens 50 in Eingriff, d. h. die Gewindespitzen graben sich in das Material der Segmente 20 ein. Die untere Stirnseite des oberen Elementabschnitts 40 kommt auf dem Absatz 36 zur Anlage, wobei die Nasen 34 der Verriegelungsabschnitte 32 in die Verriegelungsausnehmungen 34 einrasten. Auf diese Weise sind die beiden Abschnitte 10, 12 gegeneinander verriegelt und können nicht mehr auseinanderbewegt werden. Soll eine Demontage des Befestigungselements stattfinden, muß es vom Bolzen 50 abgedreht werden. Hierbei furcht sich das Gewinde 56 weiter in die Segmente 20 ein. Anschließend kann das Befestigungselement wieder auf den Bolzen aufgeschraubt werden, falls dies erwünscht ist. Es ist auch möglich, am oberen Ende des Bolzens 50 diesen mit einem Gewindeschneidabschnitt zu versehen, so daß der Bolzen ein Gewinde in den Kanal 28 schneidet.
In Fig. 10 ist ein längliches Halteelement 60 für eine Reihe von Leitungen oder Kabeln dargestellt, das im einzelnen nicht erläutert werden soll. Man erkennt jedoch, daß annähernd in der Mitte ein hülsenartiger zweiter Elementabschnitt 12a einen ersten Elementabschnitt 10a umgibt, der innen mit Segmenten 20a versehen ist, vergleichbar den Segmenten 20 nach den Fig. 1 bis 9. Im Fall von Fig. 10 sind die Segmente 20a diametral gegenüberliegend angeordnet, wobei jeweils zwei oder drei Segmente auf einer Seite angeordnet sind, damit sie mit dem Gewinde des nicht gezeigten Befestigungsbolzens in Eingriff gebracht werden können. Die Wirkungsweise des in Fig. 10 gezeigten Befestigungselements ist die gleiche wie oben beschrieben.
In den Fig. 11 und 12 ist ein Leitungshalter 70 dargestellt, auf dessen Aufbau im einzelnen nicht eingegangen werden soll. Er ist in der Lage, beabstandete zwei Leitungen lösbar zu haltern. Mittig auf der Oberseite des Halteelements 20 ist ein erster Befestigungselementabschnitt 10a angeordnet mit einer Reihe von achsparallelen Rippen 20b, vergleichbar den Segmenten 20 bzw. 20a der voranstehend beschriebenen Figuren. Die Rippen 20b sind radial nach außen verformbar und können mit dem Gewinde des nicht gezeigten Gewindebolzens in Eingriff gebracht werden, wenn der Halter 70 auf den Bolzen aufgeschoben wird. Ein an dem Abschnitt 10a angeformter zweiter Abschnitt ist bei 12a nur angedeutet. Er entspricht dem Abschnitt 12 nach den Fig. 1 bis 9, hat jedoch keinen Außensechskant. Dies in Übereinstimmung mit der Ausführungsform nach Fig. 10. Auch dort ist für den zweiten Abschnitt 12a kein Außensechskant vorgesehen. Das Abdrehen von dem Gewindebolzen kann durch Erfassen der Abschnitte des Halters 70 geschehen. In Fig. 13 ist ein erster Befestigungsabschnitt in Form von vier Segmenten 20c gebildet, die mit der Rückseite eines Kabel- oder Leitungshalters 80 verbunden sind. Ein zweiter Abschnitt 12c ist über den ersten Abschnitt 10c bzw. die Segmente 20c übergeschoben, um das Befestigungselement an einem Gewindebolzen zu verankern. Dieser ist jedoch in Fig. 13 nicht dargestellt. Die Außenkontur des zweiten Elementabschnitts 12c ist vieleckig, so daß ein Werkzeug angreifen kann, um den Halter 80 vom Gewindebolzen abzuschrauben.

Claims

1. Befestigungsvorrichtung bestehend aus einem vorzugsweise an einem Träger angeschweißten Gewindebolzen und einem am Gewindebolzen zu befestigenden Befestigungselement, das folgende Merkmale aufweist:

- einen ersten hohlen Elementabschnitt (10, 10a, 10b, 10c) aus Kunststoff mit einem durchgehenden axialen Kanal (28, 28a, 28b, 28c), dessen Querschnitt polygonal ist und dessen Wand radial nachgebende Wandabschnitte (20, 20a, 20b, 20c) aufweist derart, daß sie etwas radial nach außen verformt werden, wenn der erste Elementabschnitt (10, 10a, 10b, 10c) auf den Gewindebolzen (50) aufgeschoben wird, und

- einen hohlen ringförmigen zweiten Elementabschnitt (12, 12a, 12b, 12c), der abbrechbar an ein Ende des ersten Elementabschnitts (10, 10a, 10b, 10c) angeformt ist und dessen innerer Querschnitt so bemessen ist, daß er über die Außenseite des ersten Elementabschnitts (10, 10a, 10b, 10c) geschoben werden kann unter radialer Verformung der nachgebenden Wandabschnitte (20, 20a, 20b, 20c) nach innen, wobei das Gewinde (56) des Gewindebolzens (50) teilweise in die nachgebenden Wandabschnitte (20, 20a, 20b, 20c) eingeformt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (28) an dem dem zweiten Elementabschnitt (12) gegenüberliegenden Ende innen einen konischen Einführabschnitt (46) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Elementabschnitt (10, 10a, 10b, 10c) innen achsparallel verlaufende radial nach innen vorstehende Rippen, Stege oder Segmente (20, 20a, 20b, 20c) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rippen, Stegen oder Segmenten (20, 20a, 20b) achsparallele Schlitze (22) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Elementabschnitt (10) im Bereich der nachgebenden Abschnitte etwas nach außen gewölbt geformt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des ersten Endabschnitts (10, 10a, 10b, 10c) im Querschnitt ebenfalls polygonal ist und der innere Querschnitt des zweiten Elementabschnitts (12, 12a, 12b, 12c) im Querschnitt zum ersten Elementabschnitt korrespondiert.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am ersten und zweiten Elementabschnitt (10, 12) Verriegelungsabschnitte (30, 32, 34) geformt sind, die in Eingriff miteinander gelangen, wenn der zweite Elementabschnitt (12) vollständig über den ersten Elementabschnitt (10) geschoben ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Elementabschnitt (10) an dem dem zweiten Elementabschnitt gegenüberliegenden Ende einen Flansch (18) aufweist, an dem seinerseits Rastabschnitte (30, 32) angeformt sind, die sich im Abstand zur Außenseite des ersten Elementabschnitts (10) in Richtung zweitem Elementabschnitt (12) erstrecken und mit einer Rastausnehmung (34) des zweiten Elementabschnitts zusammenwirken.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des zweiten Elementabschnitts (10) Schlüsselflächen (42) aufweist zwecks Drehung des Befestigungselements auf den Gewindebolzen (50).

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebolzen (50) ein Sägezahngewinde (56) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde des Bolzens am freien Ende einen Gewindeschneidabschnitt aufweist.

12. Befestigungselement zur Anbringung auf einem Gewindebolzen mit den folgenden Merkmalen:

- einen hohlen ringförmigen zweiten Elementabschnitt (12, 12a, 12b, 12c), der abbrechbar an ein Ende des ersten Elementabschnitts (10, 10a, 10b, 10c) angeformt ist und dessen innerer Querschnitt so bemessen ist, daß er über die Außenseite des ersten Elementabschnitts (10, 10a, 10b, 10c) geschoben werden kann unter radialer Verformung der nachgebenden Wandabschnitte (20, 20a, 20b, 20c) nach innen, so daß das Gewinde des Gewindebolzens teilweise in die nachgebenden Wandabschnitte eingeformt werden kann.